Файл: Соколов В.И. Электроснабжение промышленных предприятий и строительств [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.07.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 0
ГЛАВА 2
ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИ ТЕЛЬНЫЕ' ПУНКТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Подстанцией называется элёктричеокан уотановка, служащая для преобразования напряжений переменного тока и для распределения электроэнергии. Оояовное оборудова ние подстанции предназначено для преобразования высокого на1- пряжения, подведенного от энергосистемы, на более низкий уровень напряжения электросети потребителя - это понижающие траноформаторы. Подстанция, преобразующая влект-роенергйю о низшего напряжения на высшее, называется повышающей.
Часть подстанции, служащая для приема и распределений электроэнергии, включает аппараты включения и отключения, приборы защиты и измерения и называется распреде лительным устройством- - РУ. Если подстанция не имеет трансформаторов, а служит только для приема и распределения электроэнергии, её называют распре делительным пунктом - РП.
На рис. II приведена питающая электро с е т ь , соединяющая районную понизительную подотанцию П с электростанцией энергосистемы, и распредели тельная с е т ь , называемая также сетью внешнего электроснабжения,к которой подключаются ГПП, объектов. Для „
небольшого предприятия не требуется ГПП, а достаточно транс форматорной подстанции (ТП) 6-10/0,38-0,22 кв, что также по казано на рис. II. Как видно иэ рисунка, электроэнергия про ходит через 3-4 ступени трансформации. Поэтому установлен ная мощность трансформаторов во всех сетях энергосистемы, в несколько раз выше установленной мощности генераторов или
25
4-987 •
токоприемников электропотребителей.
Каждая линия и каждый трансформатор подключается шинам, подстанции через коммутационную а п паратуру . Последняя совмеотно о аппаратурой упра ления, измерения, защиты устанавливается в распределитель ных устройствах подотанциил на щитах управления.
6-го кS
8 \Mf\($otdtfWHb)t)
I I |
6* |
QyUL! |
I |
. Г t-mt |
|
|
|
СОР |
ТопприРгчникц stot.
Рис.11
26
§ 2il. Выбор числа и мощности трансформаторов
Количество и мощность трансформаторов, устанавливае мых на подстанции, вависят от нагрузки электропотребителей. Номинальная полная мощность трансформаторов <ГТН ква регла ментирована ГОСТ ом по определенной шкале: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000 ква и т,д. - до I млн.ква.
Вся шкала номинальных мощностей силовых трансформаторов при-
*водится в справочной литературе /Л.5,6/.Шаг номинальной мощ ности трансформаторов, т.е. отношение номинальных мощностей
двух соседних по шкале мощностей SlH равен 1,6 - для тран сформаторов до 63 тыс. ква и 1,3 - для более мощных трансфор маторов.
. Номинальные напряжения обмоток силовых трансформаторов и оборудования распредустройотв, выпускаемых нашей промыш ленностью, также установлены ГОСТ'ом: 0,22; 0,38; 0,66; 3; 6, 10, 20, 35, НО, 150, 220, 330, 500, 750 кв. Вторичные
обмотки понижающих трансформаторов имеют номинальное напря жение на 5-10% выше указанного в этой шкале для компенсаци потери напряжения в линиях электропередачи.
Расчеты по выбору номинальных напряжений обмоток, чис ла, мощности, типа и размещения трансформаторов на подстан циях объекта производятся в такой последовательности: ^Оп ределяются электрические нагрузки в заданном расчетной году; эти нагрузки наносят на схематический план объекта с указа нием номинального напряжения электроприемников, т.е. произ водится привязка нагрузок к месту
2) Намечаются места расположения ТП в центрах групп злектроприемников. Если нагрузка 220/380 в равномерно рас пределена на площади, то радиус зоны одного ТП должен быть не больше 300-400 м. Если электроприемники размещаются внут ри здания, тои трансформаторы устанавливают около одной из стен этого здания - снаружи (пристроенная подстанция) или внутри (встроенная подстанция).
3) Определяется число трансформаторов на каждой под станции. Если в данном узле преобладают нагрузки З^катего-
рии, то экономически целесообразно применить однотренофор маторнуга подстанцию. Для нагрузок ^Категории тоже можн применять однотрансформаторные подстанции, обеспечив резе вирование 30% нагрузок от соседней подстанции по специ но сооружаемой перемычке - линии 380 в. Еоли же среди ребителей, подключаемых к данному ТП, содержится значител ная доля нагрузок 1-й категории и преобладают нагрузки 2 категории,применяются двухтрэноформаторные подстанции.При менение ТП и ГПП с числом трансформаторов больше двух, правило, нецелесообразно.
4) Выбираются мощности трансформаторов. На однотра сформаторных подстанциях мощность трансформатора выбирае ся по максимальной нагрузке: принимается ближайшая станда ная номинальная мощность по приведенной выше шкале. На
.трансформаторной подотанции мощность каждого трансформа ра выбирается так, чтобы при выходе одного из них вто 'взял бы не оебя вою нагрузку I и 2-й категории подстан Обычно оба трансформатора двухтрансформаторной подстанции включены в работу и несут нагрузку, равную 70$ от номин ной. Эта нагрузка соответствует максимальному к.п.д. тран сформаторов. При отключении одного трансформатора другой
обеспечивает всю нагрузку |
подстанции, перегружаясь на 40 |
$ |
|
что допустимо по нормам |
Л.5, Л.б . |
' _ . |
|
.Трансформаторы 6-10/0,4 кв мощностью свыше 1600 ква "применить не рекомендуется,так как вих силовых цепях по чаются слишком большие токи короткого замыкания.
§ 2-2. Коммутационные аппараты распределительных устройств
Р уб и л ьн ик ч . Это аппараты, служащие для вкл чения и отключения электрических цепей переменного и п янного тока с напряжением до 500 в в нормальном рабоче жиме. Устройство рубильника видно из рис. 12. Ножи руби ника. I, являющиеся подвижными контактами, прикреплены шар нирно к нижним неподвижным контактам 2. При включенном п жении рубильника ножи I входят в верхние неподвижные к
28
ты - губки |
3 и |
создают цепь тока I . Стойки неподвижьых |
контактов 2 |
и 3 |
закреплены на изоляционной плите 4. При |
ключении ножей о помощью изоляционной рукоятки 5 разрывае ся цепь тока I , Возникающая при атом дуга горит в во хе и погасает при прохождении синусоидального токаI чере нулевое значение.
Рубильники изготовляются на номинальные токи 100,250 400, 600 и 1000 а,и можно заказать рубильники до 5000 а. Однако, не все рубильники допускают отключение тока нагру ки, равного их номинальному току. Так, рубильники серии Р с центральной рукояткой и открытыми ножами (рис. 12) • предназначены лишь для отключения обесточенных цепей, Ру~ бильники серии РБ с боковой рукояткой и закрытыми кожу ножами могут отключить и включить небольшой ток нагрузки так как устранена возможность ожога руки оператора элек ческой дугой.Для отключения тока негрузки.равного номиналь ному току рубильника, применяются более надежные по констр ции рубильники серии РПЦ или РПБ с рычажным приводом и дугогаси.тельными камерами.
Плавкие предохранители • явля ются, 'самыми простыми и дешевыми аппаратами, защищающими электроустановку от сверхтоков при коротких замыканиях и при перегрузках. Предохранитель состоит из патрона и пла кой- вставки, вставленной внутрь патрона и прикрепленной по концам к контактам (рис. 13)\
Существует много |
|
типов предохранителей. В |
|
основном же в цепях до |
|
1000 в применяются предо- |
м |
хранители двух типов :ПР-2 J " ~ t j j []|р [J^] и.ПН-2. На рис. 13 пред-!
ставлен предохранитель типа ПР. Предохранитель состоит из фибровой труб ки I с латунными колпач
ками 2 и 3 по концам труб ки. "К колпачкам 2 и 3
29
I
прикреплпготоя контакты 4, к которым присоединена плавкая вставка 5, изготавливаемая иа цинка, Плавкая вставкц им ет расширенные и суженные части. При коротком замыкании цепи расплавляются только суженные части вставки, благо ря чему снижается количество паров металла, скапливающи в патроне, и облегчаются условия гашения дуги.
При перегорании вставки образуется электрическая ду га, обжигающая фибровую трубку изнутри. Фибре при этом деляет большое количество газов. Давление внутри трубки резко возрастает, что способствует быстрому гашению дуги.
Плавкие вставки выпускаются заводами на номинальн токи от б до 350 а (см. приложение П-5). Подбирая и к лектуя вставки, можно довести номинальный ток предохран "теля до 1000 а.
Рис. 13Плавкий предохранитель типа ПР-2
Контакторы . Так же, как и рубильники, кон такторы являются аппаратами включения и отключении элек ческих цепей напряжением до ЮООвв нормальном рабочем ме. Но контактор - аппарат с дистанционным управлением и широко применяется для кнопочного и автоматического управ ления электродвигателями.
Чтобы обеспечить разрыв цепи под током нах'рузки, вые контакты контактора помещаются внутри дугогасителъио камеру. Эта камера обеспечивает газовое дутье через эле ческую дугу. Газ выделяется из фибры (из которой сделана
.30
гасительная камера) под действием высокой температуры дуги
иобеспечивает быстрое её гашение. Но для отключения токов короткого замыкания контакторы не предназначены.
Если в контакторе имеется тепловое реле, срабатываю щее на отключение контактора при недопустимом повышении то кав силовой цепи, то такой аппарат называется магнит'- ным пускателем . Номинальный ток контакторов
имагнитных .пускателей может быть выбран до 600 а.
Автоматические выключатели . Рассмотренные выше коммутационные аппараты - рубильники и контакторы - не могут отключать токи короткого замыкания. Поэтому последовательно с ними в цепь включаются плавкие предохранители. Воздушные автоматические выключатели (авто маты) предназначены для включения и отключения электричес ких цепей как в нормальном режиме работы, так и при корот ких замыканиях.
В электротехнических установках применяются автоматы различных типов. Наиболее распространены автоматы серии А-ЗЮО на номинальные токи от 15 до 600 а и серии АП-50 на номинальные токи от 1;б до50 а. Отличие автоматов от кон такторов в том, что автоматы рассчитаны на большие токи, дугогасительные камеры их более совершенны и в автоматах пре дусмотрены расцепители. Расцепителем называется механизм, с помощью которого автоматически отключается силовая цепь в ключателя.
В' ы со к о в о ль т н ы е разъедини т е - л и служат для отключения элементов электроустановки высо
кого напряжения от действующей её части (например, при выв де в ремонт) и для подключения их под напряжение, но при от сутствии тока нагрузки. Конструкция разъединителя понятна изрис. 14. В отличие от рубильников, неподвижные контакты разъединителей устанавливаются на высоковольтных изоляторах, закрепляемых на металлической раме. Включение и отключение ножей разъединителя производится или изоляционной штангой, или с помощью системы рычагов. Разъединители не имеют дуго-. гасительных устройств, поэтому разъединителем 6-10 кв можно
31
|
отключить и включить лишь трансфор |
||||
|
матор до 1000 ква' на холостом Код |
||||
|
или участок отключенной с противо |
||||
|
положного конца линии длиной до |
||||
|
25 км. . |
|
|
|
|
|
Выключатели |
и а-- |
|||
|
грузки |
по конструкции близ |
|||
|
кик разъединителям, но имеют дуго- |
||||
|
гасительное |
устройство. Благодаря |
|||
Рис. 14 |
этому могут отключать ток до 400 а |
||||
Разъединитель 6-10 кв |
при напряжении 6 |
кви до 200 |
а - |
||
|
при 10 кв. Однако |
токи короткого |
|||
замыкания значительно |
превышают |
эти величины. Поэтому в к |
|||
плекте с выключателями |
нагрузки |
последовательно включаются |
|||
высоковольтные предохранители. Сочетание |
выключателя |
нагруз |
|||
ки с плавкими предохранителями называется кратко ВНП. |
|||||
|
На рис. 15 показан такой |
||||
|
комплект вмключателя tv грузки ти |
||||
|
па ВНП - 16 на 10 кв с пристроен |
||||
|
ным предохранителем типа ПК и дат |
||||
|
ны названия |
его деталей. При |
от |
||
|
ключении ВН (см. пунктир) подвиж |
||||
|
ный рабочий контакт 2 выходит из |
||||
|
дугогасительной |
камеры, собранной |
|||
|
из двух половин и имеющей вкладыш |
||||
|
из органического |
стекла. При |
воз |
||
|
никновении дуги, внутри дугогаси |
||||
|
тельной камеры выделяются из орг |
||||
|
стекла газы, создающие дутье через |
||||
Рис. 15 |
дугу. Это повышает отключающую спо |
||||
Выключатель нагрузки |
собность апиагата. |
|
|||
типа ВНП-16: |
Высоковольтные |
||||
1-раыа; 2 и 3-рабочие |
масляные в ык л ю ча - |
||||
контакты; 4-стальныеплас- т е л и |
предназначаются для от- |
||||
тйиы; 5-дугогасительный |
ключеиип |
и включения мощных сило- |
|||
контакт; 6-дутогаситель нмх электрических цепей какв раная камера; у-плавкий пал паглоуа, г—м
предохранитель
32
